本发明公开了一种阀门执行装置的寿命试验机。该寿命试验机的增压组件、液压组件、高压油缸、摩擦离合盘负载扭矩装置、动态扭矩传感器和角度编码器依次连接，角度编码器连接待检测的阀门执行装置，增压组件对液压油进行增压，通过液压组件向高压油缸进行压力输出并对压力进行控制；高压油缸中设置有油缸压紧件，油缸压紧件与摩擦离合盘负载扭矩装置配合将垂直压紧力转换为扭矩负载，并经过动态扭矩传感器和角度编码器对阀门执行装置进行测试。本发明通过摩擦离合盘负载扭矩装置和高压油缸中油缸压紧件的配合，将高压油缸轴向的垂直压紧力高效转换为执行装置负载扭矩，能够对阀门执行装置多处关键部位进行综合性的试验。
1.一种阀门执行装置的寿命试验机，其特征在于：包括增压组件(1)、液压组件(2)、高压油缸(3)、摩擦离合盘负载扭矩装置(4)、动态扭矩传感器(5)和角度编码器(6)，所述增压组件(1)、液压组件(2)、高压油缸(3)、摩擦离合盘负载扭矩装置(4)、动态扭矩传感器(5)和角度编码器(6)依次连接，所述角度编码器(6)连接待检测的阀门执行装置(7)，所述增压组件(1)对液压油进行增压，通过液压组件(2)向高压油缸(3)进行压力输出并对压力进行控制；所述高压油缸(3)中设置有油缸压紧件(31)，所述油缸压紧件(31)与摩擦离合盘负载扭矩装置(4)配合将垂直压紧力转换为扭矩负载，并经过动态扭矩传感器(5)和角度编码器(6)对阀门执行装置(7)进行测试。
2.根据权利要求1所述的一种阀门执行装置的寿命试验机，其特征在于：所述增压组件(1)包括气液增压泵(11)、油箱(12)、增压调速阀(13)、进气电磁阀(14)和进气压力表(15)，所述油箱(12)通过第一输油管(1a)与气液增压泵(11)相连接，所述增压调速阀(13)、进气电磁阀(14)和进气压力表(15)依次串联在一根输气管(1b)上，所述输气管(1b)两端分别连接气液增压泵(11)和高压气源；高压气源和液压油分别通入所述气液增压泵(11)，由高压气源驱动气液增压泵(11)中的活塞对液压油进行增压。
3.根据权利要求2所述的一种阀门执行装置的寿命试验机，其特征在于：所述液压组件(2)包括连接气液增压泵(11)和高压油缸(3)的第二输油管(21)、串联在第二输油管(21)上的比例式减压阀(22)、与比例式减压阀(22)并联设置的高压电磁阀(23)、一端连接在高压油缸(3)及比例式减压阀(22)之间而另一端连接第一输油管(1a)的泄压电磁阀(24)；所述第二输油管(21)上靠近气液增压泵(11)一端设置有输入端压力传感器(25)，所述第二输油管(21)上靠近高压油缸(3)一端设置有工作端压力传感器(26)。
4.根据权利要求3所述的一种阀门执行装置的寿命试验机，其特征在于：所述输入端压力传感器(25)和气液增压泵(11)之间的第二输油管(21)上串联有储能罐(27)。
5.根据权利要求4所述的一种阀门执行装置的寿命试验机，其特征在于：还包括有人机控制界面(8)，所述阀门执行装置(7)、角度编码器(6)、动态扭矩传感器(5)、高压电磁阀(23)、泄压电磁阀(24)、输入端压力传感器(25)、工作端压力传感器(26)和进气电磁阀(14)均与人机控制界面(8)相连接。
6.根据权利要求5所述的一种阀门执行装置的寿命试验机，其特征在于：所述人机控制界面(8)包括显示器、控制器和比较器；所述控制器驱动进气电磁阀(14)调节气液增压泵(11)的输出压力，输入端压力传感器(25)反馈输出压力给比较器，比较器传输信号给控制器对进气电磁阀(14)进行调节；所述控制器驱动高压电磁阀(23)调节高压油缸(3)的压力，工作端压力传感器(26)反馈压力给比较器，比较器传输信号给控制器对高压电磁阀(23)进行调节；所述显示器显示阀门执行装置(7)、角度编码器(6)、动态扭矩传感器(5)、高压电磁阀(23)、泄压电磁阀(24)、输入端压力传感器(25)、工作端压力传感器(26)和进气电磁阀(14)的工作状态和工作信息。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种阀门执行装置的寿命试验机，其特征在于：所述摩擦离合盘负载扭矩装置(4)设置有多层相互摩擦配合的离合盘。
8.根据权利要求7所述的一种阀门执行装置的寿命试验机，其特征在于：所述离合盘为无石棉紫铜纤维摩擦材料制成。
一种阀门执行装置的寿命试验机
技术领域
[0001] 本发明属于阀门执行装置测试领域，尤其是涉及一种阀门执行装置的寿命试验机。
背景技术
[0002] 阀门执行装置的质量至关重要，对其进行有效的寿命试验可以保证质量，提高可靠性。好的寿命试验装置可以对阀门执行装置的涡轮蜗杆、齿轮副、运行效率、最大控制扭矩、位置控制精度等多处关键部位进行综合性的试验，更加真实的模拟阀门的使用工况和各项性能参数数据，优化阀门结构设计计算、材料、驱动器选型等。
[0003] 现有的阀门执行装置寿命试验系统用液压控制来模拟阀门启闭扭矩的变化，其有液压加载装置，液压控制系统和循环冷却系统组成，通过比例溢流阀来调整背压压力，实现对背压高压的比例调节，监控高压端压力，结合旋转扭矩传感器来行程对阀门电动装置输出扭矩的闭环控制，由于负载回路里液压介质的不可压缩性，因此执行器加载的速度要很慢，要有充分的调节时间以保证比例溢流阀能调整背压压力稳定性不高，整个控制系统复杂制造维护费用高，而且最大也只有1200N.m的负载扭矩特性，主要是其设计方案原理限制了最大的扭矩负载，并且这种模拟阀杆螺母实现负载扭矩值的方式精度低误差大，试验结果说服性不强。
发明内容
[0004] 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种实现具有大负载扭矩特性，可稳定精确的测试阀门执行装置的寿命试验机。
[0005] 本发明采用以下技术方案：一种阀门执行装置的寿命试验机，包括增压组件、液压组件、高压油缸、摩擦离合盘负载扭矩装置、动态扭矩传感器和角度编码器，增压组件、液压组件、高压油缸、摩擦离合盘负载扭矩装置、动态扭矩传感器和角度编码器依次连接，角度编码器连接待检测的阀门执行装置，增压组件对液压油进行增压，通过液压组件向高压油缸进行压力输出并对压力进行控制；高压油缸中设置有油缸压紧件，油缸压紧件与摩擦离合盘负载扭矩装置配合将垂直压紧力转换为扭矩负载，并经过动态扭矩传感器和角度编码器对阀门执行装置进行测试。
[0006] 作为一种改进，增压组件包括气液增压泵、油箱、增压调速阀、进气电磁阀和进气压力表，油箱通过第一输油管与气液增压泵相连接，增压调速阀、进气电磁阀和进气压力表依次串联在一根输气管上，输气管两端分别连接气液增压泵和高压气源；高压气源和液压油分别通入气液增压泵，由高压气源驱动气液增压泵中的活塞对液压油进行增压。
[0007] 作为一种改进，液压组件包括连接气液增压泵和高压油缸的第二输油管、串联在第二输油管上的比例式减压阀、与比例式减压阀并联设置的高压电磁阀、一端连接在高压油缸及比例式减压阀之间而另一端连接第一输油管的泄压电磁阀；第二输油管上靠近气液增压泵一端设置有输入端压力传感器，第二输油管上靠近高压油缸一端设置有工作端压力传感器。
[0008] 作为一种改进，输入端压力传感器和气液增压泵之间的第二输油管上串联有储能罐。
[0009] 作为一种改进，还包括有人机控制界面，阀门执行装置、角度编码器、动态扭矩传感器、高压电磁阀、泄压电磁阀、输入端压力传感器、工作端压力传感器和进气电磁阀均与人机控制界面相连接。
[0010] 作为一种改进，人机控制界面包括显示器、控制器和比较器；控制器驱动进气电磁阀调节气液增压泵的输出压力，输入端压力传感器反馈输出压力给比较器，比较器传输信号给控制器对进气电磁阀进行调节；控制器驱动高压电磁阀调节高压油缸的压力，工作端压力传感器反馈压力给比较器，比较器传输信号给控制器对高压电磁阀进行调节；显示器显示阀门执行装置、角度编码器、动态扭矩传感器、高压电磁阀、泄压电磁阀、输入端压力传感器、工作端压力传感器和进气电磁阀的工作状态和工作信息。
[0011] 作为一种改进，摩擦离合盘负载扭矩装置设置有多层相互摩擦配合的离合盘。
[0012] 作为一种改进，离合盘为无石棉紫铜纤维摩擦材料制成。
[0013] 本发明的有益效果：采用全新的摩擦离合式设计原理，通过摩擦离合盘负载扭矩装置和高压油缸中油缸压紧件的配合，将高压油缸轴向的垂直压紧力高效转换为执行装置负载扭矩，实现达到10000N.m负载扭矩特性，能够对阀门执行装置的涡轮蜗杆、齿轮副、运行效率、最大控制扭矩、位置控制精度等多处关键部位进行综合性的试验，更加真实的模拟阀门的使用工况和各项性能参数数据，优化阀门结构设计计算、材料、驱动器选型等；增压组件和液压组件可控制高压油缸的压力值并可进行快速灵活的调节，满足寿命试验的需要；在阀门执行装置的寿命试验中，开启终端位置由角度编码器的行程控制开关控制，关闭终端位置由动态扭矩传感器的控制开关控制。
附图说明
[0014] 图1是本发明阀门执行装置的寿命试验机的结构示意图。
[0015] 图2是本发明的高压油缸压力控制系统原理图。
[0016] 图3是本发明的气液增压泵控制系统原理图。
具体实施方式
[0017] 以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
[0018] 如图1、2、3所示，为本发明阀门执行装置的寿命试验机的一种具体实施例。该实施例包括增压组件1、液压组件2、高压油缸3、摩擦离合盘负载扭矩装置4、动态扭矩传感器5和角度编码器6，增压组件1、液压组件2、高压油缸3、摩擦离合盘负载扭矩装置4、动态扭矩传感器5和角度编码器6依次连接，角度编码器6连接待检测的阀门执行装置7，增压组件1对液压油进行增压，通过液压组件2向高压油缸3进行压力输出并对压力进行控制；高压油缸3中设置有油缸压紧件31，油缸压紧件31与摩擦离合盘负载扭矩装置4配合将垂直压紧力转换为扭矩负载，并经过动态扭矩传感器5和角度编码器6对阀门执行装置7进行测试。本发明中，由增压组件和液压组件提供阀门执行装置寿命试验过程中压力源，可控制高压油缸的压力值并可进行快速灵活的调节，满足寿命试验的需要；高压油缸3中设置的油缸压紧件31产生垂直压紧力，通过摩擦离合盘负载扭矩装置4与油缸压紧件31配合，将垂直压紧力高效转换为执行装置负载扭矩，实现达到10000N.m负载扭矩特性，很好的克服了现有技术中模拟阀杆螺母实现负载扭矩值的方式精度低误差大，试验结果说服性不强的缺陷；在阀门执行装置7的寿命试验中，开启终端位置由角度编码器6的行程控制开关控制，关闭终端位置由动态扭矩传感器5的控制开关控制，结构简单可靠，控制灵活。本实用最新型能够对阀门执行装置7的涡轮蜗杆、齿轮副、运行效率、最大控制扭矩、位置控制精度等多处关键部位进行综合性的试验，更加真实的模拟阀门的使用工况和各项性能参数数据，优化阀门结构设计计算、材料、驱动器选型等，有利于提升生产企业产品的质量水平，保证产品可靠性。
[0019] 作为一种改进的具体实施方式，增压组件1包括气液增压泵11、油箱12、增压调速阀13、进气电磁阀14和进气压力表15，油箱12通过第一输油管1a与气液增压泵11相连接，增压调速阀13、进气电磁阀14和进气压力表15依次串联在一根输气管1b上，输气管1b两端分别连接气液增压泵11和高压气源；高压气源和液压油分别通入气液增压泵11，由高压气源驱动气液增压泵11中的活塞对液压油进行增压。增压组件1中由输气管1b连接高压气源，通入高压气体至气液增压泵11驱动其活塞对液压油进行增压，液压油从油箱12通过第一输油管1a接入气液增压泵11，具体通入0.8MPa的气源压力可以实现输出油压压力值最高达到14.0MPa，增压调速阀13可以对气液增压泵11的增压速度进行调节；以上结构简单，由气液混合增压效果好，且通过调节气体流量能做到灵活调节增压速度。设置进气电磁阀14和进气压力表15便于实现自动调节进气量。
[0020] 作为一种改进的具体实施方式，液压组件2包括连接气液增压泵11和高压油缸3的第二输油管21、串联在第二输油管21上的比例式减压阀22、与比例式减压阀22并联设置的高压电磁阀23、一端连接在高压油缸3及比例式减压阀22之间而另一端连接第一输油管1a的泄压电磁阀24；第二输油管21上靠近气液增压泵11一端设置有输入端压力传感器25，第二输油管21上靠近高压油缸3一端设置有工作端压力传感器26。第二输油管21为供油管路，其上设置比例式减压阀22和高压电磁阀23，并配合泄压电磁阀24所在的管路作为回油管路，提供阀门执行装置7在寿命试验过程中的压力源，压力输出稳定且便于调节，结构简单便于安装设置。进一步设置输入端压力传感器25和工作端压力传感器26分别对气液增压泵11和高压油缸3的压力进行检测，便于对其进行调节控制。
[0021] 作为一种改进的具体实施方式，输入端压力传感器25和气液增压泵11之间的第二输油管21上串联有储能罐27。设置蓄能罐27能够对气液增压泵11的输出压力起到一定的缓冲作用，使压力输出更加平稳，从而保证寿命试验的稳定。
[0022] 作为一种改进的具体实施方式，还包括有人机控制界面8，阀门执行装置7、角度编码器6、动态扭矩传感器5、高压电磁阀23、泄压电磁阀24、输入端压力传感器25、工作端压力传感器26和进气电磁阀14均与人机控制界面8相连接。人机控制界面8包括显示器、控制器和比较器；控制器驱动进气电磁阀14调节气液增压泵11的输出压力，输入端压力传感器25反馈输出压力给比较器，比较器传输信号给控制器对进气电磁阀14进行调节；控制器驱动高压电磁阀23调节高压油缸3的压力，工作端压力传感器26反馈压力给比较器，比较器传输信号给控制器对高压电磁阀23进行调节；显示器显示阀门执行装置7、角度编码器6、动态扭矩传感器5、高压电磁阀23、泄压电磁阀24、输入端压力传感器25、工作端压力传感器26和进气电磁阀14的工作状态和工作信息。人机控制界面8能够使控制和检测各部件运行次序协调有效。按照标准规定的扭矩负载特性要求，输入端压力传感器25通过进气电磁阀14控制气液增压泵11的运行，使输出端压力达到人机控制界面8里的设定值，其设定值能够达到阀门执行装置7的最大扭矩负载特性。工作端压力传感器26通过高压电磁阀23控制高压油缸3的压力值，使高压油缸3活塞内部压力达到试验设定要求的压力值，此时内部压力值能够满足阀门执行装置7的扭矩负载特性达到最大值。在阀门执行装置7进行寿命试验时，以运行扭矩运转(阀门执行装置7最大控制扭矩的三分之一)，以最大控制扭矩关闭。通过高压电磁阀23、比例式减压阀22、泄压电磁阀24配合进行调整高压油缸内部压力，结合摩擦离合盘负载扭矩装置4实现动态的扭矩负载特性，试验过程中调节比例式减压阀22使得阀门执行装置7扭矩负载特性达到最大值的1/3。而工作端压力传感器26通过高压电磁阀23控制高压油缸3的压力值，使高压油缸3活塞内部压力达到试验设定要求的压力值，此时内部压力值能够满足阀门执行装置7的扭矩负载特性达到最大值。泄压电磁阀24主要用来在运转一次试验结束时泄放2/3的油缸内部压力，将油缸内的压力降为比例式减压阀22的出口压力，使负载特性恢复到1/3的阀门执行装置7最大控制扭矩。
[0023] 作为一种改进的具体实施方式，摩擦离合盘负载扭矩装置4设置有多层相互摩擦配合的离合盘，离合盘为无石棉紫铜纤维摩擦材料制成。摩擦离合盘负载扭矩装置4采用多层无石棉紫铜纤维摩擦材料，具有高而稳定的摩擦系数和优良的耐磨性能，最大摩擦系数可以达到0.4，有效的将垂直方向的压紧力转换为离合盘产生旋转方向的扭矩负载，并且其扭矩负载根据比例式减压阀22和高压电磁阀23提供的油缸压力值进行动态切换。
